CN114907100A - 一种Ba基质子导体电解质的瞬时合成工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种Ba基质子导体电解质的制备方法，包括以下步骤，首先将金属氧化物和碳酸盐经过球磨后，得到湿磨混料；再将上述步骤得到的湿磨混料经过成型后，得到粉末压片；然后在保护性气氛下，将上述步骤得到的粉末压片置于金属加热片之间，对金属加热片通电加热并保温后，得到烧结的Ba基质子导体电解质。本发明提出的瞬时质子导体的制备及致密化烧结的方法，还能够调节电流的施加值，改善Ba基质子导体电解质的烧结参数，快速地合成能够减少挥发Ba元素的损失。而且制备工艺简单，能源利用率高，设备简单，合成条件简化，具有很好的稳定性、重复性和可控性，可用于Ba基质子导体的快速合成和反应烧结等批量制备过程。

Description

一种Ba基质子导体电解质的瞬时合成工艺
技术领域
本发明属于Ba基质子导体电解质合成技术领域，涉及一种Ba基质子导体电解质的制备方法，尤其涉及一种Ba基质子导体电解质的瞬时合成工艺。
背景技术
由于质子传导型电解质在中低温下的离子电导率高于氧离子，且质子的迁移比氧离子具有更低的活化能，所以质子传导型固体氧化物燃料电池/电解池的应用备受关注。目前关于质子传导电解质研究集中于立方型钙钛矿钡基材料体系(BaCeO3、BaZrO3等)，作为潜在的质子型导体，通过三价阳离子掺入的方法，如钇离子(Y3+)、镱离子(Yb3+)，在Ba基钙钛矿形成氧空位，当电解质在含氢气或水蒸汽气氛中时，水与氧空位组合形成了间隙质子，再通过水的解离吸附将氧缺陷的传导转变为间隙质子的传导。
随着质子传导电解质的研究进一步朝向产业化方向发展，如何在较短时间实现Ba基质子导体的批量制备及烧结，已成为无机化学、材料科学工作者不断追求的目标。目前，包括微波烧结、放电等离子烧结和闪烧等烧结工艺已被应用到质子导体的烧结。其中，微波辅助烧结利用材料的微波吸收特性进行加热，但对于无微波特性的材料则无法烧结，材料使用范围受限；放电等离子烧结技术要求在烧结时使用定制的模具来压缩陶瓷，这使得烧结三维多孔结构困难，且难以实现批量加工。闪烧作为一种电流辅助烧结技术，需要使用昂贵的铂金电极，其烧结的非均匀性严重阻碍了工业化进程，为使电流均匀流过样品，用于闪烧试验的样品多以细长的条状或棒状为主，难实现块体或是圆片的均匀烧结。而传统的烧结方式为窑炉、电阻丝的热辐射方法，涉及了升温、保温和降温等多步骤，陶瓷材料的制备和烧结需要数小时才能完成，能量损失巨大，效率低，而且烧结时间过长进一步导致了易挥发Ba元素的损失，材料组成、颗粒尺寸分布不均。另外，也有现有的研究表明，通过添加烧结助剂或化学物理法制备纳米粉体，提高表面活性，促进烧结，然而，这些方法会导致电解质电导率的降低，影响陶瓷材料的致密化烧结。
因此，如何找到一种更为适宜的烧结方式，解决现有的烧结方式存在的上述问题，满足现代陶瓷快速批量制备的需求，已成为业内诸多具有前瞻性的研究人员亟待解决的问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种Ba基质子导体电解质的制备方法，特别是一种Ba基质子导体电解质的瞬时合成工艺，本发明提供的瞬时合成工艺，通过对导电加热带施加大电流，产生热辐射效应，能够快速地实现Ba基质子导体电解质的瞬时合成和反应烧结。而且制备工艺简单，具有很好的稳定性、重复性和可控性，在Ba基质子导体的批量制备及烧结领域具有良好的工业化应用前景。
本发明提供了一种Ba基质子导体电解质的制备方法，包括以下步骤：
1)将金属氧化物和碳酸盐经过球磨后，得到湿磨混料；
2)将上述步骤得到的湿磨混料经过成型后，得到粉末压片；
3)在保护性气氛下，将上述步骤得到的粉末压片置于金属加热片之间，对金属加热片通电加热并保温后，得到烧结的Ba基质子导体电解质。
优选的，所述金属氧化物包括掺杂元素的氧化物和/或Ba的氧化物；
所述碳酸盐包括掺杂元素的碳酸盐和/或Ba的碳酸盐；
所述金属氧化物和碳酸盐中至少一种为Ba基材料；
所述掺杂元素包括阳离子掺杂。
优选的，所述阳离子包括钇离子、镱离子、铈离子、锆离子、钛离子、钕离子、钪离子、锌离子、钐离子和铟离子中的一种或多种；
所述球磨过程中，还加入溶剂；
所述溶剂包括乙醇、丙酮、丁酮和二甲苯中的一种或多种；
所述溶剂的用量为浸湿粉体。
优选的，所述球磨的球料比为(10～20)：1；
所述球磨的转速为200～800rpm；
所述球磨的时间为1～6小时。
优选的，所述湿磨后还包括洗涤和/或干燥的步骤；
所述粉末压片的直径为0.5～3cm；
所述粉末压片的厚度为0.05～0.3cm。
优选的，所述金属加热片包括耐高温金属加热片；
所述金属加热片的材质包括钨和/或钼；
所述金属加热片上设置有极耳，所述极耳与外部电源相连接。
优选的，所述通电加热的电压为1～40V；
所述通电加热的电流为1～200A；
所述通电加热的时间大于等于0.1秒；
所述通电加热后的温度为25～3000℃。
优选的，所述保温的电压为1～40V；
所述保温的电流为1～200A；
所述保温的时间为大于等于0.1秒；
所述保温的温度为25～3000℃。
优选的，所述烧结的Ba基质子导体电解质为致密烧结的Ba基质子导体电解质；
所述烧结的Ba基质子导体电解质的孔隙率≤5％。
优选的，所述Ba基质子导体电解质包括锆酸钡、铈酸钡、掺杂的锆酸钡和掺杂的铈酸钡中的一种或多种；
所述掺杂的元素包括阳离子掺杂；
所述阳离子包括三价阳离子。
本发明提供了一种Ba基质子导体电解质的制备方法，包括以下步骤，首先将金属氧化物和碳酸盐经过球磨后，得到湿磨混料；再将上述步骤得到的湿磨混料经过成型后，得到粉末压片；然后在保护性气氛下，将上述步骤得到的粉末压片置于金属加热片之间，对金属加热片通电加热并保温后，得到烧结的Ba基质子导体电解质。与现有技术相比，本发明针对传统的Ba基质子导体电解质的烧结方案存在时间长，耗电量大，仪器复杂，成本高；长时间的高温烧结导致颗粒尺寸粗化，元素挥发，降低质子传导性能等问题。
本发明创造性的提出了一种Ba基质子导体电解质的制备方法，这是一种瞬时质子导体的制备及致密化烧结的方法，本发明对传统的烧结方法进行创新，将电流直接施加在加热带上，通过加热带的热辐射，在邻近材料表面形成的高温环境，瞬间加热Ba基质子导体电解质块体和/或粉末的合成，而且基于Q＝I2Rt，还能够调节电流的施加值，改善Ba基质子导体电解质的烧结参数，更重要的是，快速地合成能够减少挥发Ba元素的损失。本发明提供的瞬时合成和致密化烧结工艺，能够应用于Ba基质子导体电解质的批量制备，满足现代陶瓷快速批量制备的需求。
本发明提供的Ba基质子导体电解质的批量化瞬时合成及快速致密烧结的方法，通过对导电加热带施加大电流，产生热辐射效应，材料在瞬时升/降温过程下，将导致构成原子排列方式的突变，进而影响材料的理化性能。相对于炉窑的长时间烧结方式，对于基础研究和各种应用都非常有价值。而且制备工艺简单，能源利用率高，设备简单，合成条件简化，具有很好的稳定性、重复性和可控性，可用于易挥发Ba基质子导体的快速合成和反应烧结等批量制备及烧结领域，具有良好的工业化应用前景。
实验结果表明，本发明提供的制备方法，能够在数十秒内，使得BaCeO3-BaZrO3质子导体被成功合成，所获得的产品纯度高，反应方法易重复，大幅缩减了材料粉体制备时间和电耗。
附图说明
图1为本发明提供的瞬时烧结质子导体电解质的反应装置示意图；
图2为本发明实施例1提供的初始反应原料的XRD衍射图；
图3为本发明实施例1合成的BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ的XRD衍射图；
图4为本发明实施例1合成的BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ的SEM图；
图5为本发明实施例1合成Ba基质子导体电解质过程的温度曲线；
图6为本发明实施例2合成的BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ的XRD衍射图；
图7为本发明实施例2合成的BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ的SEM图；
图8为本发明实施例3合成的BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ的SEM扫描电镜图；
图9为本发明实施例3合成Ba基质子导体电解质过程的温度曲线。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所用原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选为分析纯或Ba基质子导体电解质的烧结领域的常规纯度即可。
本发明所有材料，其牌号和简称均属于本领域常规牌号和简称，每个牌号和简称在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据牌号、简称以及相应的用途，能够从市售中购买得到或常规方法制备得到。
本发明所有工艺，其简称均属于本领域的常规简称，每个简称在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据简称，能够理解其常规的工艺步骤。
本发明提供了一种Ba基质子导体电解质的制备方法，包括以下步骤：
1)将金属氧化物和碳酸盐经过球磨后，得到湿磨混料；
2)将上述步骤得到的湿磨混料经过成型后，得到粉末压片；
3)在保护性气氛下，将上述步骤得到的粉末压片置于金属加热片之间，对金属加热片通电加热并保温后，得到烧结的Ba基质子导体电解质。
本发明首先将金属氧化物和碳酸盐经过球磨后，得到湿磨混料。
在本发明中，所述金属氧化物优选包括掺杂元素的氧化物和/或Ba的氧化物，更优选为掺杂元素的氧化物或Ba的氧化物。
在本发明中，所述碳酸盐优选包括掺杂元素的碳酸盐和/或Ba的碳酸盐，更优选为掺杂元素的碳酸盐或Ba的碳酸盐。
在本发明中，所述金属氧化物和碳酸盐中至少一种为Ba基材料。
在本发明中，所述掺杂元素优选包括阳离子掺杂。
在本发明中，所述阳离子优选包括钇离子、镱离子、铈离子、锆离子、钛离子、钕离子、钪离子、锌离子、钐离子和铟离子中的一种或多种，更优选为钇离子、镱离子、铈离子、锆离子、钛离子、钕离子、钪离子、锌离子、钐离子或铟离子。
在本发明中，所述阳离子优选包括三价阳离子。
在本发明中，所述球磨过程中，优选加入溶剂。
在本发明中，所述溶剂优选包括乙醇、丙酮、丁酮和二甲苯中的一种或多种，更优选为乙醇、丙酮、丁酮或二甲苯。
在本发明中，所述溶剂的用量优选为浸湿粉体。
在本发明中，所述球磨的球料比优选为(10～20)：1，更优选为(12～18)：1，更优选为(14～16)：1。
在本发明中，所述球磨的转速优选为200～800rpm，更优选为300～700rpm，更优选为400～600rpm。
在本发明中，所述球磨的时间优选为1～6小时，更优选为2～5小时，更优选为3～4小时。
本发明再将上述步骤得到的湿磨混料经过成型后，得到粉末压片。
在本发明中，所述湿磨后优选包括洗涤和/或干燥的步骤，更优选为洗涤或干燥的步骤。
在本发明中，所述粉末压片的直径优选为0.5～3cm，更优选为1～2.5cm，更优选为1.5～2cm。
在本发明中，所述粉末压片的厚度优选为0.05～0.3cm，更优选为0.1～0.2cm。
本发明最后在保护性气氛下，将上述步骤得到的粉末压片置于金属加热片之间，对金属加热片通电加热并保温后，得到烧结的Ba基质子导体电解质。
在本发明中，所述金属加热片优选包括耐高温金属加热片。具体的，所述耐高温的温度优选小于金属片的熔点即可，如最高温度可为3000℃。
在本发明中，所述金属加热片的材质优选包括钨和/或钼，更优选为钨或钼。
在本发明中，所述金属加热片上优选设置有极耳，所述极耳与外部电源相连接。
在本发明中，所述通电加热的电压优选为1～40V，更优选为5～30V，更优选为15～20V。
在本发明中，所述通电加热的电流优选为1～200A，更优选为10～160A，更优选为50～120A。
在本发明中，所述通电加热的时间优选大于等于0.1秒。具体的，可以为0.1s～10min，更优选为0.2～60s，更优选为0.3～30s，更优选为0.5～10s。
在本发明中，所述通电加热后的温度优选为25～3000℃，更优选为1000～2500℃，更优选为150～2000℃。
在本发明中，所述保温的时间优选为大于等于0.1秒。具体的，可以为0.1s～10min，更优选为0.2～60s，更优选为0.3～30s，更优选为0.5～20s。
在本发明中，所述保温的温度优选为25～3000℃，更优选为1000～2500℃，更优选为150～2000℃。
在本发明中，所述烧结的Ba基质子导体电解质优选为致密烧结的Ba基质子导体电解质。
在本发明中，所述烧结的Ba基质子导体电解质的孔隙率优选≤5％，更优选≤4％，更优选≤2％。
在本发明中，本发明所述金属加热片通电加热并保温的过程，即包括瞬时合成以及致密化烧结的过程。具体的，所述Ba基质子导体电解质的制备方法，优选包括Ba基质子导体电解质的合成和烧结工艺。
在本发明中，所述Ba基质子导体电解质优选包括易挥发Ba基质子导体。
在本发明中，所述Ba基质子导体电解质优选包括锆酸钡、铈酸钡、掺杂的锆酸钡和掺杂的铈酸钡中的一种或多种，更优选为锆酸钡、铈酸钡、掺杂的锆酸钡或掺杂的铈酸钡。
本发明为完整和细化整体技术方案，更好的保证Ba基质子导体电解质的稳定可控的合成，进一步提高Ba基质子导体电解质的和参数，上述Ba基质子导体电解质的制备方法具体可以为以下步骤：
1)按照金属元素的摩尔比例，称取原材料氧化物、碳酸盐粉末，放入行星式球磨罐中，加入少量无水乙醇(浸湿粉体即可)，加入研磨球，球料比10～20:1，调整球磨转速200～800rpm和时间1～6小时，进行湿磨混料，结束后，将粉末取出，洗涤并放置在80℃烘箱内烘干，待用；
2)取烘干的粉末，使用粉末压片机器，进行批量冲压成型；
3)将成型的固体片转移至氩气惰性气氛箱中，夹放在两片金属加热片之间(钨、钼)，固定夹具，连接电极与极耳，保证夹具与电极接触；
4)通过外部电源，调整施加电压0.1～40V，电流0.1～200A和时间0.1～60秒，保温电流0.1～200A和时间0.1～60秒，进行材料制备；
5)材料迅速升温，材料表面呈现红色，调整施加电流和时间，保持高温条件数秒后，材料恢复到正常颜色，得到Ba基质子导体电解质。
随后还可以对材料进行X射线衍射和电子扫描显微图像分析，表征材料纯度和表面形貌。
本发明还提供了一种Ba基质子导体电解质的制备装置，优选包括：
密封箱体以及设置在密封箱体中的夹具。
设置在夹具一面上的一个或多个金属加热片，设置在夹具另一面上的一个或多个金属加热片。
所述设置在夹具两面上的金属加热片对应设置，形成一组金属加热片。
所述一组金属加热片之间用于放置粉末压片。
所述夹具上述设置有至少一对极耳。
所述一对极耳在夹具上远端设置。
所述一对极耳通过导线相连。
所述导线上设置有外部电源和电流电压传感器。
所述密封箱体内设置有温度湿度传感器。
所述密封箱体与真空装置相连接。
所述密封箱体与保护性气体源相连接。
参见图1，图1为本发明提供的瞬时烧结质子导体电解质的反应装置示意图。
其中，1.电源线、2.气氛箱、3.极耳、4.夹具、5.金属加热片、6.烧结陶瓷片、7.真空泵、8.气体钢瓶、9.电流电压传感器、10.外部电源、11.温度湿度传感器。
本发明上述步骤提供了一种Ba基质子导体电解质的瞬时合成工艺，这是一种瞬时质子导体的制备及致密化烧结的方法，本发明对传统的烧结方法进行创新，将电流直接施加在加热带上，通过加热带的热辐射，在邻近材料表面形成的高温环境，瞬间加热Ba基质子导体电解质块体和/或粉末的合成，而且基于Q＝I2Rt，还能够调节电流的施加值，改善Ba基质子导体电解质的烧结参数，更重要的是，快速地合成能够减少挥发Ba元素的损失。本发明提供的瞬时合成和致密化烧结工艺，能够应用于Ba基质子导体电解质的批量制备，满足现代陶瓷快速批量制备的需求。
本发明提供的Ba基质子导体电解质的批量化瞬时合成及快速致密烧结的方法，通过对导电加热带施加大电流，产生热辐射效应，材料在瞬时升/降温过程下，将导致构成原子排列方式的突变，进而影响材料的理化性能。相对于炉窑的长时间烧结方式，对于基础研究和各种应用都非常有价值。而且制备工艺简单，能源利用率高，设备简单，合成条件简化，具有很好的稳定性、重复性和可控性，可用于Ba基质子导体的快速合成和反应烧结等批量制备及烧结领域，具有良好的工业化应用前景。
实验结果表明，本发明提供的制备方法，能够在数十秒内，使得BaCeO3-BaZrO3质子导体被成功合成，所获得的产品纯度高，反应方法易重复，大幅缩减了材料粉体制备时间和电耗。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种Ba基质子导体电解质的制备方法进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
实施例1
Y和Yb共掺杂的BaCeO3-BaZrO3固溶体(BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ)的制备
1)按照金属元素的摩尔比例，称取BaCO3、CeO2、ZrO2、Y2O3、Yb2O3粉末，放入行星式球磨罐中，加入少量无水乙醇(浸湿粉体即可)，加入研磨球，球料比15:1，调整球磨转速和时间，进行湿磨混料，结束后，将粉末取出，洗涤并放置在80℃烘箱内烘干，待用；
2)取烘干的粉末，使用粉末压片机器，进行批量冲压成型，表显压力10MPa；
3)将成型的固体片转移至氩气惰性气氛箱中，夹放在两片金属加热片之间(钨、钼)，连接导线，保证夹具与电极接触；
4)调整施加电压40V，电流30A和时间10秒。
5)由于样品迅速升温，数秒内达到2000℃，高温烧结导致表面呈现红色，块体发生***，降温后，材料为白色粉体；
对材料进行XRD和SEM测试，证明BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ成功合成，但由于升温电流过大，局部升温过快，无法实现块体材料的致密烧结。
参见图2，图2为本发明实施例1提供的初始反应原料的XRD衍射图。
参见图3，图3为本发明实施例1合成的BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ的XRD衍射图。
参见图4，图4为本发明实施例1合成的BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ的SEM图。
参见图5，图5为本发明实施例1合成Ba基质子导体电解质过程的温度曲线。
实施例2
Y和Yb共掺杂的BaCeO3-BaZrO3固溶体(BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ)的制备
1)按照金属元素的摩尔比例，称取BaCO3、CeO2、ZrO2、Y2O3、Yb2O3粉末，放入行星式球磨罐中，加入少量无水乙醇(浸湿粉体即可)，加入研磨球，球料比15:1，调整球磨转速和时间，进行湿磨混料，结束后，将粉末取出，洗涤并放置在80℃烘箱内烘干，待用；
2)取烘干的粉末，使用粉末压片机器，进行批量冲压成型，表显压力10MPa；
3)将成型的固体片转移至氩气惰性气氛箱中，夹放在两片金属加热片之间(钨、钼)，连接导线，保证夹具与电极接触；
4)调整施加电压40V，电流20A和时间10秒。
5)由于样品迅速升温，数秒内达到1200℃，高温烧结导致表面呈现红色，降温后，材料为白色块体；
对材料进行XRD和SEM测试，虽然BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ成功合成，但存在杂相(★号所示)，SEM表明表面未实现致密烧结。
参见图6，图6为本发明实施例2合成的BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ的XRD衍射图。
参见图7，图7为本发明实施例2合成的BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ的SEM图。
实施例3
Y和Yb共掺杂的BaCeO3-BaZrO3固溶体(BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ)的制备
1)按照金属元素的摩尔比例，称取BaCO3、CeO2、ZrO2、Y2O3、Yb2O3粉末，放入行星式球磨罐中，加入少量无水乙醇(浸湿粉体即可)，加入研磨球，球料比15:1，调整球磨转速和时间，进行湿磨混料，结束后，将粉末取出，洗涤并放置在80℃烘箱内烘干，待用；
2)取烘干的粉末，使用粉末压片机器，进行批量冲压成型，表显压力10MPa；
3)将成型的固体片转移至氩气惰性气氛箱中，夹放在两片金属加热片之间(钨、钼)，连接导线，保证夹具与电极接触；
4)调整施加电压40V，电流36A和时间2.2秒，17秒保温。
5)由于样品迅速升温，数秒内达到1800℃，高温烧结导致表面呈现红色，降温后，材料为白色块体；
对材料进行XRD和SEM测试，表明BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ成功合成，SEM表明实现致密烧结。
参见图8，图8为本发明实施例3合成的BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3-δ的SEM扫描电镜图。
参见图9，图9为本发明实施例3合成Ba基质子导体电解质过程的温度曲线。
以上对本发明所提供的一种Ba基质子导体电解质的瞬时合成工艺进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或***，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种Ba基质子导体电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将金属氧化物和碳酸盐经过球磨后，得到湿磨混料；
2)将上述步骤得到的湿磨混料经过成型后，得到粉末压片；
3)在保护性气氛下，将上述步骤得到的粉末压片置于金属加热片之间，对金属加热片通电加热并保温后，得到烧结的Ba基质子导体电解质。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物包括掺杂元素的氧化物和/或Ba的氧化物；
所述碳酸盐包括掺杂元素的碳酸盐和/或Ba的碳酸盐；
所述金属氧化物和碳酸盐中至少一种为Ba基材料；
所述掺杂元素包括阳离子掺杂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子包括钇离子、镱离子、铈离子、锆离子、钛离子、钕离子、钪离子、锌离子、钐离子和铟离子中的一种或多种；
所述球磨过程中，还加入溶剂；
所述溶剂包括乙醇、丙酮、丁酮和二甲苯中的一种或多种；
所述溶剂的用量为浸湿粉体。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的球料比为(10～20)：1；
所述球磨的转速为200～800rpm；
所述球磨的时间为1～6小时。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述湿磨后还包括洗涤和/或干燥的步骤；
所述粉末压片的直径为0.5～3cm；
所述粉末压片的厚度为0.05～0.3cm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属加热片包括耐高温金属加热片；
所述金属加热片的材质包括钨和/或钼；
所述金属加热片上设置有极耳，所述极耳与外部电源相连接。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述通电加热的电压为1～40V；
所述通电加热的电流为1～200A；
所述通电加热的时间大于等于0.1秒；
所述通电加热后的温度为25～3000℃。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述保温的电压为1～40V；
所述保温的电流为1～200A；
所述保温的时间为大于等于0.1秒；
所述保温的温度为25～3000℃。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的Ba基质子导体电解质为致密烧结的Ba基质子导体电解质；
所述烧结的Ba基质子导体电解质的孔隙率≤5％。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Ba基质子导体电解质包括锆酸钡、铈酸钡、掺杂的锆酸钡和掺杂的铈酸钡中的一种或多种；
所述掺杂的元素包括阳离子掺杂；
所述阳离子包括三价阳离子。
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